前言


最近在工業(yè)組裝上,對膠水的要求總體是要成本便宜,效率更高,對各類材料都有可靠粘接。這篇文章幫助讀者了解一下市場上不同粘接或密封技術(shù)的情況,可以了解更多最新的輕便,更快的,成本更低的,但是仍然有可靠粘接的,有競爭力的方案。多種的技術(shù)方案滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用要求,包括消費電子,空調(diào),過濾器,醫(yī)療,建筑和農(nóng)業(yè)設(shè)備,車輛,高鐵,航空航天,耳機,小馬達,電梯,水利系統(tǒng),汽車售后等等……




1-介紹


膠粘劑自人類出現(xiàn)以來,已經(jīng)有很長的應(yīng)用歷史了。在埃及圖坦卡蒙陵墓里面就發(fā)現(xiàn)了用膠粘接的珠寶首飾。征服歐亞的成吉思汗的軍隊就要膠水粘接弓弩。世界聞名的斯坦威鋼琴也是用到一些膠水來粘接琴鍵。工業(yè)革命以來,人們希望更快更多的生產(chǎn)出產(chǎn)品來,而如今就是以更快但是不損失品質(zhì)的前提下,生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品。那些功能粘接和密封的膠粘劑在這里扮演著重要的角色。他們是厭氧膠,光固化膠,快干膠,丙烯酸結(jié)構(gòu)膠,硅膠和聚氨酯膠等。




2-總覽膠水方案


膠粘比傳統(tǒng)的機械組裝方案,具有更輕,更快,可靠性更高的特點。以下將會簡介一些反應(yīng)型膠水和密封劑的相關(guān)專業(yè)術(shù)語。




2.1-粘接的一般概念


木質(zhì)材料不能被焊接,因為木頭會燃燒且不能熔融;塑料不能被焊接,因為塑料會融化變形;鋼片不能被釘接,因為會有很大的應(yīng)力形變。然而膠粘劑可以很好的解決這些問題。




2.2-膠接點


膠水用于粘接相同或不同基材,這個施膠點的機械性能取決于膠和基材的粘接力和膠本身的材料內(nèi)聚力。




2.3粘接性


粘接力是膠和基材表面的粘接性能。有2個相關(guān)參數(shù),一是分子間力,叫范德華力,另一個是機械鍵合力。膠水被涂覆后,因為具有流動性,可以填充微觀上的基材表面的凹槽內(nèi)。這些鍵合力可以有效抵抗外部的震動沖擊等。低表面能的材料,如特氟龍,PP,PE等,因為膠水不能很好填充表面,導(dǎo)致粘接力比較低。為改善這個問題,通常使用一些表面處理增加粗糙度或增加鉚合力,如涂底涂劑,等離子處理。




2.4內(nèi)聚力


內(nèi)聚力是指膠水分子之間的力。這包含范德華力和單體之間分子鍵的力。這個參數(shù)體現(xiàn)了膠的強度。這個力是粘接抵抗外部沖擊的關(guān)鍵因素。




3不同功能的膠


大部分膠水的反應(yīng)型的聚合物。它們通過化學(xué)聚合反應(yīng),從液態(tài)到固態(tài)。也有很多膠水通過特殊的固化方式滿足一些特殊的應(yīng)用要求。根據(jù)固化方式,有以下分類。厭氧膠,光固化膠(紫外光和自然光),陰離子反應(yīng)快干膠(氰基丙烯酸酯),催化系統(tǒng)(改性丙烯酸酯)和潮氣固化(硅膠和聚氨酯膠)。




3.1厭氧膠


當(dāng)膠水被點在一個金屬表面,膠水中的厭氧引發(fā)劑接觸了金屬中的鐵離子或銅離子,產(chǎn)生不穩(wěn)定的自由基。但是空氣阻止了自由基繼續(xù)反應(yīng),讓另外一部分基材被合上后,更多的自由基產(chǎn)生了,而這時氧已經(jīng)被基材隔離,自由基引發(fā)單體分子鏈開鏈,分子之間相互反應(yīng),最終交聯(lián)成固態(tài)聚合物。由于不活潑金屬產(chǎn)生的離子和光引發(fā)劑反應(yīng)速度不快,所以可以用底涂劑或者加熱的方式來加快固化,固化后的厭氧膠就成為一種可靠的熱固型塑料。




3.1.1厭氧膠的特性


厭氧膠固化后成為熱固型的塑料,具有很好的抵抗外部沖擊的性能,耐化學(xué)溶劑,一般可以耐到180度高溫,有的甚至可以到350度。實際應(yīng)用中會通過控制膠水的粘度來優(yōu)化點膠工藝,控制固化速度來滿足工藝進程管控。而施膠的方式,手動或者機械自動的都有。




厭氧膠的固化主要受基材影響,不同金屬表面含有的金屬離子含量不一樣,導(dǎo)致固化速度也不一樣。細(xì)的點膠線固化速度快,而粗的固化慢。高溫和催化劑都是可以加快固化。




3.1.2活潑和不活潑金屬基材


由于金屬的活性決定了固化的速度,所以有必要了解一些各類金屬的特性。主要看銅離子和鐵離子的含量。




3.1.3厭氧膠的有效期


厭氧膠需要持續(xù)的氧氣接觸,才能穩(wěn)定保持在液體狀態(tài)下。所以厭氧膠為了讓膠水持續(xù)接觸樣品,都是半瓶的包裝。所以一個500ml的瓶子里會裝250ml。




厭氧膠的使用有效期取決以包裝尺寸,包裝越小,有效期越長,包裝越大,有效期越短。原因是因為小包裝,氧氣滲透入膠水的時間更短,而大包裝的氧氣滲透時間長。所以在膠水中心部分的分子,由于很難得到氧氣而容易發(fā)生反應(yīng)。




3.1.4最近的技術(shù)趨勢


最近的技術(shù)趨勢是希望厭氧膠的幾個核心配方能夠滿足更多的應(yīng)用。在過去,不同配方滿足不同的要求,比如快固,耐高溫,油性表面粘接,惰性表面粘接等,然后最近的趨勢是要求一款膠水同時兼任多項性能,比如在粘接惰性材料,如不銹鋼的同時,能夠耐高溫,還可以粘接油性的表面,這樣可以省去清潔的工藝。




3.1.5典型應(yīng)用


有四種典型應(yīng)用,一是螺紋緊固,粘接螺栓和螺母,防止螺栓脫落;二是針對一些螺紋密封的水力或風(fēng)力的地方,防止流體泄露;三是軸和齒輪、軸承和殼體防止滑脫或自由旋壓的固定應(yīng)用;四是用于金屬機加工法蘭防止流體泄漏的密封應(yīng)用。




3.1.5.1螺紋緊固


3.1.5.1.1傳統(tǒng)的螺紋緊固


傳統(tǒng)的鎖緊是用扁平墊圈,彈性墊圈,尼龍螺帽或鋸齒螺栓等。




它們具有以下的缺點,在震動中容易松散;熱膨脹;塑料材質(zhì)變形;螺母和螺栓的結(jié)合有間隙,導(dǎo)致密封效果不佳。由于每個螺栓的應(yīng)力都有差異,而在法蘭密封應(yīng)用上,緊固螺栓的扭矩又是一樣的,這導(dǎo)致不容易做到密封。




3.1.5.1.2液體螺紋緊固


螺紋緊固膠有如下優(yōu)點,原位定型螺栓和螺母;密封防止泄露;防止外界對螺栓的腐蝕;吸收法蘭緊固的輕微應(yīng)力;容易拆卸;螺栓等不需要太多的形狀,而導(dǎo)致有太多的庫存,達到的成本節(jié)省的目標(biāo)。




3.1.5.2螺紋密封


3.1.5.2.1傳統(tǒng)的螺紋密封


傳統(tǒng)的密封方式是用PTFE聚四氟乙烯的膠帶,O型墊圈或者管道涂料。




使用PTFE的缺陷是在安裝的時候,碎屑有可能會污染管路內(nèi)部,同時在管路調(diào)整的時候,容易造成密封不緊密。另外一個用O形圈的方案,在動態(tài)情況下密封不嚴(yán)密。而管路噴涂只能用在低壓的情況下。




3.1.5.2.2液體螺密封膠


液態(tài)螺紋緊固膠有以下優(yōu)點,有效的密封,防止自我松散,不會污染內(nèi)部的流體系統(tǒng),在膠水固化初期運行螺絲緊固結(jié)構(gòu)的應(yīng)力釋放,防止腐蝕,可以耐高壓。




3.1.5.3固定


3.1.5.3.1傳統(tǒng)的固定


在裝配工業(yè)中使用的傳統(tǒng)方法有正驅(qū)動(銷、鍵和樣條)、摩擦驅(qū)動(壓合、收縮配合)和焊接。




它們有以下一些缺點,應(yīng)力控制比較困難,容易松動變形或者不到位等不良;具有微動腐蝕,造成較低的轉(zhuǎn)矩傳遞能力,其加工成本高,加工時間長,不容易滿足正確的裝配公差;需要其他輔助設(shè)備配合壓合和收縮??傊臅r長,工藝復(fù)雜并且可靠性不高。




3.1.5.3.2液體混合固定膠


液體膠的優(yōu)勢是高精度的控制成本比較低,沒有背銷滑動的問題,所以可靠性較高;組裝工藝比較簡單;




3.1.5.4墊片


3.1.5.4.1傳統(tǒng)的墊片方法


傳統(tǒng)的墊片方案是模切墊片,O形墊圈和截面填料。




它們有以下的局限,長期使用并不能完美密封;高的法蘭壓力下,容易收縮,蠕變等情況;需要儲備多種的墊片來滿足不同的管道形態(tài),以及多種法蘭;對內(nèi)部外部的應(yīng)力比較敏感,需要搭配一些輔助設(shè)備來維護好密封的情況。




3.1.5.4.2膠水墊片方案


液態(tài)固化墊片的優(yōu)勢是能穩(wěn)定的應(yīng)用在金屬對金屬的安裝上,可以適應(yīng)多種材質(zhì)的螺絲結(jié)構(gòu),配合自動化設(shè)備,可以避免人工安裝的失誤,在增加可靠性的同時也降低成本。




3.2光固化膠(紫外光和可見光固化)


這種膠水的固化時間取決于某個波長范圍內(nèi)光的能力密度。由于反應(yīng)由光引發(fā),所以光的正確使用很重要。當(dāng)膠被點上后,光會引發(fā)膠水內(nèi)的光引發(fā)劑,從而產(chǎn)生不穩(wěn)定的自由基,在這種情況下,由于光的能量很強,就不會像厭氧膠一樣,不會有其他條件阻止自由基的產(chǎn)生,自由基引發(fā)分子鏈的開鏈再聚合,當(dāng)然這個過程是在幾秒內(nèi)完成的,選擇匹配的光源匹配光引發(fā)劑是非常重要的一個事情。同時,光固化膠有3種類型,即紫外光固化,紫外光固化兼顧可見光固化,可見光固化。




3.2.1紫外光固化膠


UV紫外光的波長范圍是40-400納米,UV固化膠需要的UV波長范圍并不是需要整個波長范圍的光,UVC是偏短的波長,由于能量高一點,且波長的穿透能力不高,一般用于膠水表面干燥。UVA波長長一點,穿透能力強,用于膠水深度固化。粘接塑料的時候需要注意,有些塑料就像UV穩(wěn)定劑一樣,使UV光不能穿透而且會吸收UV光,導(dǎo)致膠水不能固化。還有一點很關(guān)鍵的是UV固化設(shè)備里面的溫度需要低于60-70度,因為UV光源里面不僅發(fā)射出UV光,同時也有紅外光和熱量。否則溫度過高,會影響一些粘接基材。UV光固化的膠水是第一代被應(yīng)用到工業(yè)上的光固化膠。




3.2.2UV光和紫外光


UV和可見光是指40-405納米的波長范圍,UV光引發(fā)劑的穿透率不是很高,加入了可見光引發(fā)劑可以幫助光更好的穿透,這樣可以更快的固化膠水。當(dāng)然可見的光波范圍很大,引發(fā)劑只是用了一小部分波長,這是第二代光固化膠中引人的技術(shù)。




3.2.3可見光固化膠


可見光的波長范圍是400到1000納米,這是整個可見光的范圍,覆蓋范圍比較寬,并且穿透力也可以,能穿透一些有顏色的塑料。一般這類膠的固化深度可以達12mm。另外可見光比UV光對人更加安全,所以也不需要像使用UV光那樣要戴防護眼鏡。



3.2.4光源按照應(yīng)用分類


光固化膠用的固化光源有臺燈式的,主要用在實驗室和小批量應(yīng)用,傳送帶式的多是應(yīng)用在大面積輻照和大量的生產(chǎn)中,也有像鉛筆一樣的光纖頭光源,應(yīng)用在小區(qū)域的固化點。




3.2.5光源按照光的類型分類


根據(jù)光源類型,可以分為中壓汞弧燈,高壓汞弧燈,金屬鹵化燈,F(xiàn)USION燈,LED燈。




而固化工藝,也有不同,即深度固化,表面固化和二次固化。




3.2.6固化深度


為了將膠粘劑固化到最大深度,應(yīng)指定在300~400 nm波段(較長的UV波長,UVA光)內(nèi)發(fā)射高強度光的光固化系統(tǒng)。這對于大間隙和大圓孔固化的應(yīng)用是非常有用的。




3.2.7表面固化


對于光固化膠,表面固化很重要,如果表面不固化的話,容易形成殘膠,吸附灰塵,氣體揮發(fā),引起污染等等不良情況。而254納米的光有很好的表干效果,選擇一個合適的光源十分重要,值得再次重申選擇合適的光源,讓膠水表面干燥,防止因為膠水未干而產(chǎn)生不良。




需要注意的是很多透明的塑料內(nèi)含有UV穩(wěn)定劑,并不是像我們?nèi)庋劭梢姡瑢舛际谴┩傅?,有的材料對UV光有阻隔作用,透光那樣的材料照射的話,影響膠的固化,這時候可見光就是一個不錯的選擇。




3.2.8二次固化


在許多應(yīng)用場合,由于基材透光性差,光不能很好的照射到膠水上面,所以為了解決這個問題,可以使用二次固化的方式,包括結(jié)合厭氧固化,潮氣固化,加熱固化或者催化劑固化等。




因為也誕生了很多雙固化機理的膠水,即光固化厭氧膠,光固化快干膠,光固化丙烯酸膠,光固化硅膠,光固化環(huán)氧膠。




3.2.9光固化膠的性能


光固化膠具有以下性能特點,按需固化;高粘接力;高縫隙填充;非常快的固化時間;耐環(huán)境老化性能優(yōu)異;單組份膠水利于自動化設(shè)備操作。




3.2.10光固化膠典型應(yīng)用


典型的光固化膠應(yīng)用是粘接玻璃材質(zhì)或與金屬相粘,粘接透明塑料;密封電子元器件;粘接電子元器件在PCB板上;PCB的防水涂層;高溫情況下的粘接;金屬和塑料的粘接等等。




3.3陰離子固化膠(氰基丙烯酸酯)


氰基丙烯酸酯接觸弱堿性表面后聚合。通??諝庵谢蛘呋谋砻娴某睔饩妥銐蛞l(fā)膠水的幾秒內(nèi)固化了,就叫陰離子聚合。(如下圖)



這類膠含有酸性穩(wěn)定劑,在膠點在表面后,酸性穩(wěn)定劑和潮氣反應(yīng),當(dāng)酸性穩(wěn)定劑被潮氣消耗完了,膠水單體開始變的不穩(wěn)定,開始相互反應(yīng),負(fù)電荷在分子鏈中傳遞反應(yīng),直到單體反應(yīng)完全或者達到電荷平衡。


3.3.1基本特性


3.3.1.1概述


快干膠基本的特點是,粘度越低,固化越快,粘度高,固化慢;固化產(chǎn)生熱量;點膠數(shù)量少,固化越快;包裝越大,有效期越長;不建議粘接玻璃和涂釉質(zhì)的陶瓷;大面積粘接不太合適;對于一些應(yīng)力敏感的粘接不太建議使用;有時候會出些發(fā)白的現(xiàn)象。




3.3.1.2固化和涂膠量


如果要盡快的固化,可以控制一下涂膠量。




3.3.1.3固化和潮氣


最好的固化環(huán)境是相對濕度40%-60%,低的相對濕度會放緩固化速度,高的濕度可以加快固化,但是會降低粘接的粘性。在現(xiàn)代的濕度控制系統(tǒng)之下,可以很好的控制固化環(huán)境。




3.3.1.4固化和表面酸堿度


酸性表面延遲甚至阻止固化,堿性表面加速固化。




3.3.1.5固化和開放時間


縱然快干膠的固化速度相對比較快,但是實際的應(yīng)用情況,有的客戶需要快,有的需要慢一點,以便于他們有時間調(diào)整一下粘接的位置。一般而言,不建議涂太多膠水,因為這樣固化時間偏長。




3.3.1.6固化和催化劑


由于快干膠由潮氣固化,缺少潮氣可以延后固化。在干燥的環(huán)境下,催化劑可以幫助加速固化,催化劑可以在上膠前或者上膠后施加都可以,當(dāng)然一般都是后添加的居多。




另外,當(dāng)粘接一個不容易粘接的塑料或橡膠時,聚烯烴的底涂劑可以增加粘接可靠性。




3.3.1.7存儲


正確的存儲方式很重要,建議在4攝氏度的冷藏下密封保存,如果已經(jīng)打開了包裝,可以放在常溫下,擰緊包裝的蓋子,下次優(yōu)先用掉,也不需要再重新冷藏了。




3.3.2快干膠的特性


快干膠主要有以下特性,單組份,快速固化,材料適用性廣,粘度范圍廣,抗拉抗剪切力高,耐老化,適合自動化點膠設(shè)備。




3.3.3快干膠的化學(xué)單體


快干膠的分類,主要有甲基類,乙基類和烷氧基類。



3.3.3.1甲基類


第一代的快干膠,甲基官能團的分子量比較小,和表面的粘接力很高,但是由于分子輕,很容易揮發(fā),形成刺激性氣味,還經(jīng)常伴有“發(fā)白”的現(xiàn)象發(fā)生。



3.3.3.2乙基類


第二代的快干膠,如分子式結(jié)構(gòu),乙基官能團取代了甲基,粘接力變?nèi)趿艘稽c,但是改善了刺激的氣味和“發(fā)白”的情況。






3.3.3.3烷氧基類


這是第三代的快干膠,正如化學(xué)結(jié)構(gòu)式里面顯示的,烷氧基替代了以前的甲基,這樣粘接力下降了,但是很好的避免的刺激性的氣味和“發(fā)白”的問題。



3.3.4最新快干膠的特性


最新的快干膠的粘性性能被提升,一些多孔和酸性的表面粘接性能提高,更好的耐沖擊性能,更好的耐溫性能,以及可以粘接一些平坦的表面。




3.3.4.1表面敏感材料的粘接


典型的快干膠對表面要求比較敏感,一般多孔的和酸性的界面,不容易粘接,膠水會流入孔內(nèi),不留在表面,再加上如果酸性表面的話,膠水固化時間長,就更不容易粘接了。增加一些特殊的添加劑,可以加快膠水固化來滿足這個應(yīng)用需求。它們有較高的耐溫性和不敏感表面的粘接性,主要是乙基類。




3.3.4.2增韌類


典型的CA產(chǎn)品不是硬質(zhì)的,這意味著不能有效的抵抗沖擊和振動。當(dāng)組件暴露于沖擊時,很容易損壞。增韌類產(chǎn)品中含有一些彈性體,固化后,膠分子鏈吸收了外界的沖擊,保持了很好的粘接。同時具有較高的溫度和濕度,并具有表面不敏感特性,這也是乙基類。




3.3.4.3低“發(fā)白”和低氣味


典型的快干膠會“發(fā)白”,氣味也比較重,這樣導(dǎo)致了工人工作環(huán)境的惡劣以及產(chǎn)品的外觀不良,這種低發(fā)白低氣味的產(chǎn)品分子量比較大,耐溫以及和不敏感表面粘接也可以,主要是烷氧基類。




3.3.5典型應(yīng)用


氰基丙烯酸酯的典型應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種組裝工業(yè),可用于多孔基板的粘接、酸性表面的粘接、難粘結(jié)塑料、異形材料、柔性材料的快速固定、高沖擊和抗振動、耐高溫(120℃)、高濕度、高耐熱老化、高光學(xué)外觀以及最普通金屬、塑料和彈性體基板的粘接等。




3.4催化劑體系固化的膠水(改性丙烯酸酯)


這是一類結(jié)構(gòu)膠,結(jié)構(gòu)膠在單體成分和固化機理上,和其他膠水是有區(qū)別的,組分的差異導(dǎo)致固化機理,表面浸潤性以及固化后膠體基本性能的差異,結(jié)構(gòu)粘接具有很強的粘接強度和內(nèi)聚強度,粘接強度在膠水和被粘物之間粘接力。內(nèi)聚失效是指粘接結(jié)構(gòu)分離后,兩個界面都有殘膠,而粘接失效是指,殘膠只留在一個界面上面,而另一部分沒有殘膠。這類膠可以在催化劑作用下常溫固化。膠水和催化劑分別包裝,組成雙組分的膠水包裝,兩種材料可以分開點膠,不混合就不反應(yīng),按照一定比例充分混合后,膠水開始反應(yīng)。對于兩部分預(yù)混型,產(chǎn)品通過雙柱塞通過雙筒分配,并通過靜態(tài)混合器進行混合和分配,這樣,單獨混合就不需要了。對于兩部分分離的點膠類型,粘合劑A和B通過一個單獨的噴嘴通過珠子或者葉片分配到基材上。產(chǎn)品在分別點膠后就不會固化,當(dāng)這兩種基材結(jié)合在一起時,開始固化,當(dāng)需要高速生產(chǎn)和對混合配比公差要求不高時,這是非常有用的。生產(chǎn)中根據(jù)應(yīng)用要求,可適當(dāng)選擇三種類型。




3.4.1結(jié)構(gòu)膠的特性


結(jié)構(gòu)膠粘劑具有剪切強度高、拉伸強度高、抗沖擊性能好、工作溫度范圍寬(?55°C~+120°C)等特點,幾乎所有材料都能粘接,具有良好的填充間隙能力(特別是預(yù)混丙烯酸酯)和良好的耐環(huán)境性能。



3.4.2結(jié)構(gòu)膠(雙組分,非混合)


一些產(chǎn)品具有特殊的低聚物,具有好的韌性,其他也有一些多功能的丙烯酸酯和低聚物,它們有最小的交聯(lián),它們有很大一部分彈性體增韌劑,它們通過氧化還原產(chǎn)生自由基,以下是典型的丙烯酸酯低聚物,不同的丙烯酸酯結(jié)構(gòu)。




多功能低聚物膠粘劑的固化速度比單功能低聚物快。與單官能團齊聚物相比,多功能低聚物具有固化速度快、表面固化好、耐久性好、硬度好、氣味低、毒性小等優(yōu)點。




彈性體具有柔韌性,因此結(jié)構(gòu)膠粘劑具有很高的粘度,在這種膠粘劑中使用了多種不同類型的彈性體。




3.4.2.1產(chǎn)品選型


在選擇合適的粘合劑時,必須考慮以下幾個方面的要求:固化時間、最終粘結(jié)強度、膠水存放壽命、韌性、耐溫度和載體溶劑。




3.4.2.2典型應(yīng)用


結(jié)構(gòu)膠粘劑的典型應(yīng)用有:不同類型電動機的磁體粘接、揚聲器磁體粘接、安全報警傳感器粘接、金屬結(jié)構(gòu)粘接、扁平線圈粘接、鐵氧體磁芯鍵合和硬盤驅(qū)動器音圈磁鐵板粘合。




3.4.3結(jié)構(gòu)膠粘劑(雙組分預(yù)混: MMA)


甲基丙烯酸甲酯(MMA)膠粘劑是一種具有優(yōu)異剝離強度和沖擊強度的特殊彈性體增韌的結(jié)構(gòu)膠粘劑,這是由于可以接一些改善粘性和耐沖擊的官能團,它可以室溫固化,基于氧化還原反應(yīng)的雙組分固化,和多種基材都有很好的粘性,尤其是塑料;和玻璃纖維增強樹脂和具有涂層的一些材料,也有很高的粘性;具有高模量和韌性;雙組分混合比可以容許20%以內(nèi)的誤差;固化率與溫度有關(guān),如在夏季和冬季,固化熱和收縮會導(dǎo)致玻璃鋼面板的變形。




當(dāng)粘合劑(A部分)和催化劑(B部分)靜態(tài)混合時,它們將固化。固化速度取決于數(shù)量。被MMA溶解的塑料將很快固化。膠水和催化劑混合比從1:1到10:1不等。有玻璃或聚合物微珠的產(chǎn)品可以控制膠接線的厚度,其直徑在0.1~0.8mm之間。




3.4.3.1玻璃(或高分子)微珠


在特殊場合,如果采用“0”間隙的MMA,則組裝體不能充分利用MMA的“韌性”。通過使用微珠,膠條可以吸收所有外部沖擊后,粘結(jié)強度和沖擊強度變得非常高。微珠也確保在膠條上有一個可控的放熱反應(yīng)。下圖顯示粘接截面,這種設(shè)計為裝配提供了很高的韌性,同時也消除了很高的粘合應(yīng)力。



3.4.3.2典型應(yīng)用


典型的應(yīng)用有,建筑用鍍鋅鋼粘接以防止腐蝕;防火墻、側(cè)壁和屋頂?shù)男\嚱Y(jié)構(gòu)粘接;甲板、鋼絞線、船體和凝膠涂層的船用游艇粘接接;特種車輛的吊桿連接;點焊結(jié)構(gòu)粘接;辦公室隔間粘接;復(fù)合結(jié)構(gòu)粘接;手持顯示設(shè)備的殼體粘接。




3.5潮氣固化膠水


這些粘合劑和密封膠一般都是和環(huán)境中的濕氣以縮合的方式進行反應(yīng),主要有兩大類,有機硅和聚氨酯。




3.5.1硅酮膠


根據(jù)固化機理,分為單組份室溫固化RTV有機硅和雙組分有機硅,針對單組份,利用空氣或者基材表面的潮氣進行反應(yīng)固化,由表及里的固化,同時會有副產(chǎn)品產(chǎn)生并蒸發(fā);針對雙組份產(chǎn)品,AB組分接觸就整體開始固化,所以不受潮氣影響。




3.5.1.1單組份RTV硅酮膠


這產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在工業(yè)上,有的配方有醋味和非醋味的反應(yīng)副產(chǎn)品揮發(fā)的情況,醋酸型的被廣泛運用建筑和機械維修方面;肟型的在安裝工藝很受歡迎,因為沒有刺激的氣味。硅酮的固化速度取決于相對濕度,即夏天快,冬天慢。反應(yīng)機理如下分子式:



由于固化機理的原因,硅酮膠的固化是由表及里的,需要濕氣滲透到膠里面發(fā)生交聯(lián),所以當(dāng)表面固化后,濕氣很難滲透,所以一般固化的深度是10-15mm左右。




3.5.1.1.1硅酮膠特性


單組分有機硅的特點是:優(yōu)異的耐熱性(“高達270°C”)、柔韌性、高伸長率、低至中模量、各種流體類型的有效密封膠以及良好的間隙填充。




3.5.1.1.2典型應(yīng)用


單組分硅酮的應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車工業(yè)中的密封和粘接,高溫應(yīng)用中的密封,小部件的密封和粘接,以及PCB板的涂層等。




3.5.1.2雙組份硅酮膠


當(dāng)A和B組分適當(dāng)比例混合,催化劑和水反應(yīng)后,引發(fā)膠水固化,膠體里外同時反應(yīng),所以速度比較快,可以配合一些自動化設(shè)備,緊湊進行裝配,這樣可以替代雙面膠帶,也可以搭配自動化而大量減少人力。在反應(yīng)中,濕氣進入,而含羥基的酒精等被揮發(fā),以下是固化機理:



3.5.1.2.1雙組份硅膠特性


雙組份有機硅特點是固化快,固化不受濕氣和膠條的厚度等影響。固化后膠體具有柔性,韌性,高模量,滿足UL746C的對高溫的要求,具有良好的縫隙填充能力,以及高達270攝氏度的耐溫,顏色有黑色,灰色和淡黃色。




3.5.1.2.2典型應(yīng)用


雙組份硅膠的典型應(yīng)用有冰箱、洗衣機、微波爐、廚具、洗碗機、空調(diào)器和橋梁結(jié)構(gòu)的玻璃粘接。




3.5.2聚氨酯PU


聚氨酯膠粘劑在室溫下用多元醇和異氰酸酯固化。反應(yīng)產(chǎn)生一些二氧化碳,聚氨酯固化對濕氣含量很敏感。在一些應(yīng)用,為取得最后的粘性和可靠性,建議使用清潔劑或底涂劑,不同基材要使用不同底涂劑。產(chǎn)品有單組份和雙組份之分。PU膠的開放時間取決于環(huán)境溫度和混合量,下圖說明了夏季等高溫環(huán)境下的開放時間反應(yīng)較快,開放時間較短,而在冬季等寒冷環(huán)境中,開放時間較長。




下圖是開放時間和溫度的關(guān)系:



3.5.2.1聚氨酯特性


聚氨酯具有韌性好、柔韌性好、伸長率高、填充間隙好、固化后可涂漆、耐化學(xué)性好等特點。




3.5.2.2典型應(yīng)用


聚氨酯膠典型的應(yīng)用是汽車,火車等玻璃窗口的密封和粘接;手機等面板的粘接;風(fēng)葉片的粘接;運動物品的粘接;以及各類過濾器的粘接。




4結(jié)論


本文描述了以傳統(tǒng)方法固化的反應(yīng)型密封膠和功能膠。裝配工業(yè)仍有許多領(lǐng)域可以通過節(jié)約成本和提高裝配的可靠性來改進裝配工藝。所有的信息都值得被研究,以此來降低成本混合改善可靠性。


來源: 膠膜矩陣